Když se mluví o sítích třetí generace (3G), často se klade rovnítko mezi 3G a UMTS. Jenže UMTS je vlastně jen jeden z existujících mobilních systémů třetí generace a ačkoliv je nástupcem velmi úspěšných sítí GSM, lze se nyní pouze domnívat, že i on sám bude oproti jiným 3G systémům úspěšný.
Původně existovala myšlenka jednotného celosvětového 3G standardu vytvořeného pod patronátem mezinárodní telekomunikační unie ITU. Jenže pak se to celé zvrtlo, když se ukázalo, že USA rozprodaly pásmo zamýšlené celosvětově pro 3G svým mobilním operátorům. Celkově se rozprodalo několik stovek licencí na často velmi malé regiony a velmi úzká frekvenční pásma (často i 5 MHz šířky), takže harmonizovat frekvence mezi USA a zbytkem světa se ukázalo být problematickým.
Do tohoto klínu nasadila páku americká lobby vedená triem Motorola – Lucent – Qualcomm a tomuto triu se podařilo prosadit oddělené vytvoření jiného 3G systému. Dlužno podotknout, že to nebylo jen tak na truc nebo z naprosto čisté obchodní hamižnosti, kromě problémů s frekvencemi tu byl také problém technický. UMTS totiž zajišťuje hladký přechod z GSM, jenže v USA se používají hodně i jiné standardy založené na TDMA nebo CDMA, tedy systémy IS-136 a IS-95 (CDMAOne); někdy mne napadá, že GSM ve světě uspělo hlavně proto, že operátor byl schopen jeho jméno poznat v objednávce a zaškrtnout, kdo si má ty IS jména pamatovat :). A tyto systémy kvůli mnoha rozdílným vlastnostem nešlo na UMTS převést nijak snadno. UMTS totiž s GSM je schopno sdílet jeho GSM-MAP, tedy mobilní aplikační část sítě. Navíc americká varianta 3G zvaná CDMA2000 umožní soužití stávajících sítí 2G a nových 3G sítí ve frekvenčním pásmu, jaké by si jinak nárokovalo UMTS. A to je pro fungující operátory důležité, kvůli UMTS by prakticky museli nejdříve jednu síť zrušit.
Celá peripetie rozdělení 3G do několika standardů pokračovala v okamžiku, kdy evropští regulátoři začali rozdělovat UMTS licence. V té chvíli se totiž do hry vložilo WTO, světová obchodní organizace, která samozřejmě na popud amerického tria atakovala regulátory s požadavkem nediskriminačního prostředí při udělování licencí a tedy s požadavkem na to, aby udělení 3G licence nebylo vázané na konkrétní technologii. A tak se i stalo, ačkoliv naprostá většina evropských operátorů sahá po sítích UMTS – důvodem je jim nejenom snadnější přechod z GSM sítí, ale také roaming mezi evropskými partnery, který není mezi různými 3G standardy bez výměny mobilu možný.
3G standard schválený ITU se jmenuje IMT-2000 a obsahuje několik takzvaných skupin. Je to jen taková zástěrka, protože tyto skupiny jsou ve skutečnosti zcela technicky samostatné a odlišné standardy a celý IMT-2000 je vlastně jen možnost globálního roamingu nad všemi těmito standardy. Navíc by to předpokládalo mít mobil schopní provozu se všemi standardy, což je zatím opravdu spíše předpoklad.
IMT-2000 definuje tyto 3G standardy:
- W-CDMA
- CDMA2000
- TD-CDMA/TD-SCDMA
- DECT
- UWC-136
Ano, DECT je také 3G standard, ačkoliv ex principio jde o definici pro bezdrátové mobilní telefony. Jenže IMT-2000 předpokládá použití DECT pro vytváření „telefonních hotspotů“ jež mohou být dále do 3G sítí integrovány, samy ale nenabízejí možnost vytvoření plošného pokrytí (ITU by se divilo, kdyby vidělo, jak se LAN technologie jako WiFi používají pro vytváření rozsáhlých metropolitních sítí :)
UWC-136 je jen kryptické označení technologie EDGE, která již byla uznána za technologii 2,5G a vlastně jde o takový historický renonc. Původní předpoklad pro 3G sítě totiž požadoval jako minimální přenosovou datovou rychlost 144 Kb/s, což EDGE splňuje. EDGE je navíc zajímavé pro americké operátory používající sítě TDMA – jim přináší slušné navýšení rychlosti. Dnes už se ale EDGE do sítí 3G nepočítá a operátoři mohou migrovat ihned z GSM na UMTS bez nutnosti používat EDGE jako mezistupeň.
Pro úplnost: pro CDMAone sítě označované jako IS-95A je možný upgrade na paketové sítě typu IS-95B (pro zmatení publika rovněž označované jako CDMAone). Jde o ekvivalentní technologii ke GPRS.
Tímto jsme se dostali ke zjištění, že vlastně existují tři typy plnohodnotných 3G standardů a to W-CDMA, CDMA2000 a TD-SCDMA.
W-CDMA aneb UMTS
3G standard WCDMA (nebo W-CDMA) je evropsko-japonský 3G standard a definuje jak terestrickou (pozemní) tak satelitní mobilní službu. Té pozemní se říká UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) a tu satelitní S-UMTS netřeba uvažovat, zatím není ani v dohledu odvážlivec, který by s ní chtěl koketovat. Kvůli širší kompatibilitě je zde definovaný frekvenčně dělený duplex (FDD či též UTRA FDD) pro párové spektrum a časově dělený duplex TDD pro spektrum nepárové, zvaný též TD-CDMA nebo UTRA TDD.
Abyste v tom měli trochu zmatek, musím dodat, že japonské a evropské pojetí WCDMA se mírně (ale podstatně!) liší, takže mobily ze sítě FOMA (NTT DoCoMo) nejsou bez úprav použitelné v UMTS. Píše se o tom například zde. Ale jinak je to vlastně totéž, jen to prostě mezi sebou nefunguje :))
CDMA2000
Jde o americkou technologii, za níž stojí hlavně Qualcomm. Ačkoliv WCDMA i CDMA2000 mají v názvu shodně CDMA, jde o velmi odlišné technologie. CDMA2000 předpokládá dvě fáze nasazení:
- 1XRTT (s rychlostmi až 144 Kb/s) –známá též jako 1X
- 3XRTT (s rychlostmi až 2 Mb/s) – známá též jako 3X
Z toho je vidět, proč EDGE původně patřilo k 3G technologiím: vlastně nabízelo totéž, jako CDMA2000 1X, jenže EDGE bylo technologicky blíže GSM/GPRS než UMTS, zatímco 1X je technologicky výrazně něco jiného, než IS-95B sítě CDMAOne.
Přímým technologickým protikladem UMTS jsou až sítě CDMA2000 3X a ty se teprve rozbíhají, proto není zcela pravdivé tvrdit, že UMTS se jako 3G síť opožďuje oproti jiným 3G systémům – pravda je taková, že UMTS definuje vyšší kvalitu (a technologickou náročnost) než ostatní 3G systémy a to proto, aby přineslo signifikantní rozdíl oproti GSM/GPRS či EDGE.
CDMA2000 definuje ještě další dva vývojové stupně označované jako 1X EV tedy EVolution.
- 1X EV-DO – používá oddělené frekvence pro data a hlas (DO = Data Only)
- 1X EV-DV – integruje hlas a data na stejnou frekvenci (DV = Data and Voice)
První CDMA2000 systém spustil v říjnu 2000 korejský operátor SK Telecom, šlo o síť 1X. Šlo o první 3G síť na světě, následovaly další dvě korejské sítě na témže systému a to operátoři LG Telecom a KT Freetel, pak se začaly přidávat další a další operátoři zejména v USA.
TD-CDMA/TD-SCDMA
Tento 3G systém je zase taková čínská radovánka. Čína má více uživatelů mobilů než kterákoliv jiná země a jejím výrobcům se nechce platit poplatky za patenty vážící se k 3G sítím. A tak tlačí na pilu vlastního standardu nazvaného TD-SCDMA.
Tento standard je vyvinutí čínskou akademií telekomunikačních technologií ve spolupráci se Siemensem, jenž je autorem TD-CDMA. TD-CDMA je časově dělený duplex využívající nepárového spektra a číňani k němu přidali synchronizaci terminálů (to je to S v SCDMA) pro omezení interferencí mezi uplinkem a downlinkem.
Fór je totiž v tom, že časově dělený duplex má problémy s tím, zda přidělený TDD rámec je pro uplink nebo downlink. Možné jsou totiž oba směry (dle vytižení) a mobilní telefon může začít požadovat vysílání v opačném směru na stejném rámci, než jiný telefon. To řeší právě ta terminálová synchronizace.
TD-SCDMA sice vypadá jako výhradně čínská záležitost, jenže 3GPP zodpovědný za UMTS pro jistotu rozšířil definici TD-CDMA tak, aby zahrnovala i čínskou TD-SCDMA a mobily UMTS mohly fungovat i v Číně. Opačně to ale platit nutně nemusí. Podrobnosti o TD-SCDMA najdete na mirroru oficiálního webu, ten mi nějak nefunguje, třeba jen pro čínský internet. Aby nebylo legrace málo, Čína chce tuto svoji 3G technologii vyvážet i do dalších zemí...
Takže kolik těch standardů vlastně je
Asi nad tím přemýšlíte celou dobu, kolik těch 3G standardů vlastně je. Inu, teoreticky máme jediný 3G standard nazvaný IMT-2000. Ten se ale prakticky dělí na dva standardy a to americký CDMA2000 a eurojaponský WCDMA. Jenže japonské WCDMA/FOMA není stejné, jako evropské UMTS, takže to mezi sebou nefunguje, do toho je tu ještě činský TD-SCDMA. Ať počítám jak počítám, máme tu celkem čtyři (byť často mírně) odlišné technologie, takže jsme na tom podobně, jako u sítí druhé generace.
Při tom všem tedy nelze dělat rychlé soudy. Považovat 3G za jednolitou koncepci je velmi mylné a narážejí na to i výrobci mobilů. Výrobci, kteří se vypořádali s nástrahami japonské verze 3G se obtížně prosazují do Evropy i do CDMA2000, prostě si důkladně užívají problémy svého standardu. A opačně. Proto například náskok jednoho výrobce v produkci CDMA2000 telefonů neznamená, že jsou jeho šance na trhu UMTS mobilů o to vyšší.
Patrick Zandl provozuje server Marigold (www.marigold.cz), kde tento článek původně vyšel.
